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有机硫水解转化率是高炉煤气脱硫技术的关键因

来源:未知发布时间:2019-07-25

有机硫水解转化率 是高炉煤气脱硫技术的关键因素

                    李见  唐山绿源环保科技有限公司

1高炉煤气脱硫的意义

高炉煤气是钢铁工业中高炉炼铁过程中产生的可燃气体副产品。

作为钢铁工业的主要污染物之一,在正常情况下,除了使用高炉热风炉本身外,还有很大的剩余。如果不能回收,只能排放,造成能源浪费和环境污染。

为了充分利用剩余的高炉煤气,一般情况下,燃煤电力锅炉的一部分混合或燃烧用于小型混合燃气锅炉,回收量不大。

近年来,随着钢铁厂节能减排和循环经济的蓬勃发展,以及国家环保政策的不断加强,前期治疗变得越来越不适合针对新形势下的环保要求。因此,钢厂必须从源头出发。对无机硫及有机硫进行脱除处理。

例如,唐山市、邯郸市环境保护局等地提出在高炉煤气之前去除H2S,然后清洁利用并指明了治理方向。

因此,钢厂的高炉煤气脱硫已经不是企业愿不愿意做的问题,而是必须无条件地进行。

2技术的难点

高炉煤气的主要成分为:CO、CO2、N2、H2、CH4 等,其中可燃成分 CO 含量约占 25%左右,H2、CH4的含量很少,CO2、N2的含量分别占 15%,55 %,热值仅为 3500kJ/m3左右。相对于焦炉煤气,高炉煤气中虽然硫化氢含量并不高,仅为300~500 mg/Nm3,但是,由于高炉煤气中含有一定量的羰基硫,约200~300 mg/Nm3,这样,就给治理带来很大难度。
单纯对于脱除硫化氢,或者单纯对于羰基硫水解来说,都已经是很成熟的工艺,难度都不大。但问题的关键在于如何在有一定的硫化氢浓度下(200mg/Nm³),保持较高的羰基硫水解率。
我们以前做过类似处理气体中同时存在着硫化氢与有机硫的工艺案例。由于国内大多厂家的有机硫水解催化剂,都要求在进口H2S很低的情况下(比如H2S≤100mg/Nm3)才能保持较高的水解率,因此,在对于此类气体处理的时候,大多采用“汉堡”式。即工艺气体先进入湿法脱硫,除去气体中的硫化氢,然后再进入有机硫水解。水解后的工艺气体再次进入后置的湿法脱硫系统,脱除气体中的硫后,达标送入后工续。
那么问题来了,如果采用这种工艺来处理高炉煤气,则需要建设两套湿法脱硫系统(前置与后置),一套有机硫水解系统(中间)。在本身硫化氢含量并不高的情况下,这样处理高炉煤气不仅造成一次性的技改投入过大,而且运行费用也很高。

3问题的突破

唐山绿源环保科技有限公司是一家从事可燃气体脱硫技术基础研究、技术开发、工程设计、装备制造和产业化技术的高科技企业。在湿式氧化法脱除硫化氢方面有着较多的应用业绩。近年来,由于国家对环保标准的提高,硫化物的排放要求越来越严格,开发脱硫新工艺,适应现代化生产的要求是当前迫切要解决的新课题。为此我公司提出了开发高炉煤气脱硫新技术的项目,并积极与其它有关单位开展技术合作与研发。
天津大学化工研究组拥有由天津大学和清华大学联合组建的碳一化工国家重点实验室。以一碳化工作为主要科研方向,基于合成气高效利用的目标,开展合成气甲烷化、合成气制低碳烯烃、合成气羰基合成有机含氧化合物新工艺的研究。重点围绕羰基合成烷基碳酸酯和草酸酯以及草酸酯下游产品乙二醇、乙醇和碳酸二苯酯等化学品的绿色合成工艺中的重要科学问题,从催化剂设计、系统集成和工程放大等方面系统开展研究工作。天津大学化工研究组参与研究和开发的高硫化氢浓度氛围下羰基硫水解催化剂,效果良好。比较适宜于高炉煤气脱硫的新工艺技术。
由于天津大学一碳化工研究组研发的羰基硫水解催化剂,可以在气体中硫化氢浓度1000 mg/Nm3之内,都能保证90%以上的水解转化率,那么,高炉煤气脱硫的难题迎刃而解。即高炉煤气直接进入羰基硫水解系统,把高炉煤气中的羰基硫水解为硫化氢后,再进入湿法脱硫系统。经湿法脱硫处理后,硫含量达标去后工序。
这种高炉煤气净化处理新工艺,较传统方法,在一次性投资上,要降低30%以上。在装置运行费用方面,至少降低40%以上。
络合铁脱硫技术在煤气领域的应用大大克服了之前PDS法脱硫精度不够,副盐产生量大的缺点。该系统优势明显,占地面积小,可以撬装设计,硫化氢脱除率可以达到99.9%。可以满足不断严苛的环保要求。最重要的是没有副盐产生,大大降低了企业的环保压力以及运行运行费用。
 
 
 

4应用前景

我国是世界头号钢铁生产大国,高炉气产生量巨大,目前放散量每年仍高达 500 亿立方米。因此,应用新技术与新工艺来处理高炉煤气,同时加强高炉气的综合回收利用,提高高炉气的利用效益,具有重要意义。
 



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